基于Maxwell环境的LVDT传感器仿真设计
差动变压器式位移传感器参数化仿真及优化的开题报告
差动变压器式位移传感器参数化仿真及优化的开题报告一、研究背景差动变压器式位移传感器（LVDT）是一种常见的传感器类型，利用电磁感应原理测量物体的位移。
在工业自动化系统、航空航天、汽车工业等领域都有广泛的应用。
目前，随着科学技术的发展，更高精度和更稳定的LVDT传感器已成为工业制造中不可或缺的工具，为生产过程中的监测、控制和生产调整提供了更详细和准确的数据。
二、研究内容本研究旨在通过参数化仿真和优化，实现LVDT传感器的更精确计量效果。
主要研究内容包括：1. 建立LVDT传感器数学模型2. 对数学模型进行仿真，分析LVDT传感器输出的准确度与响应速度3. 通过仿真的结果，对传感器进行参数优化，提升准确性和稳定性4. 研究分析仿真系统中的误差源，找到误差源并采取相应措施减少影响三、研究意义通过上述研究内容，达到以下研究意义：1. 提高LVDT传感器的计量准确度和稳定性，保证工业自动化系统的生产质量2. 为相关领域的科研提供重要支撑，推进建立更为科学的智能工业制造四、研究方法本研究采用参数化仿真和优化方法，结合MATLAB等工具，通过对LVDT传感器的数学模型建立和仿真，不断优化其参数，逐步实现更高精度和更稳定的LVDT传感器计量效果。
五、研究进展目前，本研究已完成LVDT传感器的基本数学模型建立，并进行了初步的数学模型仿真。
模拟结果表明，其输出响应速度较快，但出现了一定的误差，需进一步优化。
下一步，将逐渐优化传感器参数，达到更加准确和稳定的计量效果。
六、预期成果本研究预期成果为：1. 完成LVDT传感器参数化仿真和优化，实现更高精度和更稳定的计量效果2. 提供有关LVDT传感器计量准确度的实证数据和相关研究文献3. 推进工业自动化系统和相关领域的科学发展七、研究难点在LVDT传感器的参数化仿真和优化过程中，主要研究难点包括：1. 建立合适的数学模型，合理地考虑机械、电学和磁学三方面因素2. 通过仿真结果，识别误差源3. 对误差源采取有效措施八、可行性分析在目前的科技水平下，利用参数化仿真和优化方法研究LVDT传感器的准确度和稳定性是十分可行的。
LVDT位移传感器可靠设计分析技术
LVDT位移传感器可靠设计分析技术发布时间：2022-06-13T06:24:36.786Z 来源：《中国科技信息》2022年第2月4期作者：邹金海[导读] 文章论述了可靠性的重要性，提出了基于 LVDT型位移传感器的可靠性设计与分析，为其提供了一种新的理论依据邹金海中国航发贵州红林航空动力控制科技有限公司贵州贵阳 550009【摘要】:文章论述了可靠性的重要性，提出了基于 LVDT型位移传感器的可靠性设计与分析，为其提供了一种新的理论依据。
【关键词】：LVDT位移传感器;设计分析技术引言：随着科技的进步，传感系统得到了更多的运用。
我们不但需要这些感应器的性能优良，还需要它们能够持久、无事故或极少数的损坏。
它的持久性能，决定了它的质量。
设计阶段是产品可靠度的基础阶段，制造阶段是可靠度保障阶段，应用阶段是可靠性维护阶段，测试分析和信息反馈阶段是对产品可靠性进行改善的阶段。
产品的内在可靠度由可靠度设计确定。
若在设计时，若因产品的结构不够好、安全因素过低、检验及维护不方便等问题而导致的，则不论日后如何精心制作、精心使用、加强管理，都很难确保其可靠度。
所以，在整个使用过程中，只要在设计过程中，通过改进，使其具有较低的成本和较好的性能[1]。
一、线性范围（一）无摩擦测量LVDT的活动磁芯与绕组一般不存在物理触点，即 LVDT为无摩擦力元件。
该产品适用于能够经受较轻的磁芯负载，但是不能经受住摩擦力的测试。
比如，用于检测精密材质的弯曲或震动，对光纤或其他弹性物质进行的抗张或蠕变性试验[2]。
（二）无限的机械寿命因为 LVDT的绕组和磁芯没有摩擦力，所以没有磨损。
从原理上讲， LVDT的机械使用年限是无穷大。
这是用于材料和构件的耐久性试验的关键技术。
而且，在飞机、导弹、航天器和关键的工业设备中，无限的机械寿命对于高可靠的机器也很关键[3]。
（三）无限的分辨率LVDT的非摩擦力运行和其感应机理，使得 LVDT具有两大特点。
基于Maxwell+3D高速磁浮列车间隙传感器检测线圈的分析设计
ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａ ｎｅｗ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｃｏｉｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｒｅｓｕｌｔｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ａｎｄ
ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｉｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｇｒｏｏｖｅ ｅｆｆｅｃｔ．
（Ｍａｇｎｅｔｏｓｔａｔｉｃ）仿真类型。
２矩形线圈的齿槽效应
长定子轨道具有特殊的齿槽结构，齿和槽各占４３ ｍｍ，一
个齿槽周期的长度为８６ ｍｉｌｌ，如图２所示，其中矩形表示传统的 传感器矩形检测线圈。
这种有规律的凹凸表面将使传感器间隙输出信号带有额
外的纹波扰动，即在列车运行时，即使检测线圈与长定子之间
由图１可知，共有１６个单片机控制器；各单片机控制器写 数据（传输）到上位机是独立的，对于通信控制器而言１６个双 口ＲＡＭ的数据（传输）具有随机突发性”ｏ。
单片机控制器通过串口接收来自下层控制器串行通信的 数据，及时加载表头信息后，存入双口ＲＡＭ。通信控制器（单 片机Ｆ１２０）循环查询Ｐ２、Ｐ３口，获取１６个双口ＲＡＭ的ＩＮＴＩ．状 态，只有当发生双口ＲＡＭ的ＩＮＴ。低电平时，进行数据上传操 ’作，如图５所示。
和电涡流效应引起的反射电感。当激励频率∞固定时，这两部
分电感都只跟检测线圈与轨道之间的间隙有关系，这也是间隙
传感器的工作原理。由于被测导体为叠片结构的铁磁型材料，
磁导率高、电导率低，因此被测导体中产生的涡流很小，其引起
的涡流反射电感可以忽略不计。所以线圈等效电感主要由静 磁效应【４３引起。因此Ａｎｓｏｆｌ Ｍａｘｗｅｌｌ ３Ｄ仿真也采用稳恒磁场
基于simplore的直线感应电机联合仿真研究
1 线感应电机的模型建立1.1 磁场方程的推导由Maxwell 方程反应宏观的时变电磁场，其微分形式如下。
H J ∇×=+（1） B E tδδ∇×=−（2） 0B ∇•= （3） J E δ= （4）式中：H—磁场强度； E—电场强度； B—磁感应强度；J—电流密度； δ--电导率； t—时间；D—电场通量；1.2 直线感应电机的maxwell 软件建模通过ANYSY EM 软件中的Maxwell 模块建立直线感应电机的2D 有限元模型，二维场中只考虑了电机的纵向边端效应，而其它影响相对较小可忽略。
直线感应电机建模参数如表1所示。
表1 直线感应电机的主要参数类别参数值初级绕组相电压/V 320频率/Hz24初级铁心长度/m 1�926初级铁芯高度/mm150初级铁心宽度/mm 300相数 3每极每相槽数 3级数 6极距/mm 288槽宽/mm 23齿距/mm 9槽深/mm 100线圈匝数 5每极线圈匝数 90初次级气隙/mm 15次级感应板铝板厚度/mm 5次级感应板钢板厚度/mm 25次级感应板宽度/mm 310次级感应板断开间距/m 2初级运动距离/m 6绕线形式 双层Y6a1建模的步骤：电机的几何模型建立、各部分材料选择、设定边界条件和激励源、进行网格剖分、定义执行参数和求解选项。
其中设置的运动部分是初级铁心和绕组，得到如下图的2D 模型如图1，图2是直线感应电机的网格剖分图，图3是直线感应电机的磁感线分布图。
2 控制电路的搭建搭建控制电路由直流电逆变为交流电给直线感应电机供电，而逆变电路的控制信号则由SVPWM 模块提供，图4是整个仿真过mathematical equation, and then the control circuit is built by using SIMPLORE software� On SIMPLORE, the motor model built by Maxwell is embedded into SIMPLORE to carry out cosimulation� Through co-simulation, the actual operation of the motor can be objectively reflected, and the experimental platform for the control of the motor can be provided� It is of high practical value�Key words : Linear induction motors;Simplore;Maxwell;Co-simulation图7 直线感应电机三相电流波形图8是直线感应电机的速度波形图电机从0开始加速起初力较小加速度较小，速度上升的比较缓慢，而后随着力的增大速度快速增加，当达到最大值后，速度会在一定的范围波动。
基于MAXWELL的磁栅传感器磁场仿真分析
传感器与微系统（Transducer and Microsystem Technologies）2019年第38卷第4期DOI：10．13873/J．1000—9787（2019）04—0008—04基于MAXWELL的磁栅传感器磁场仿真分析*李赛，郭彦青，段志强，高宏伟（中北大学机械工程学院，山西太原030051）摘要：针对磁栅传感器磁性标尺定量分析困难的现状，简化磁性标尺为矩形永磁体阵列，采用分子电流假说，根据毕奥—萨伐尔定律建立了矩形永磁体数学模型，分析得出永磁体尺寸和气隙是影响采集到的磁感应强度波形数据的重要因素。
利用Ansoft Maxwell平台进行仿真，在固定1mm永磁体厚度的情况下，得到以1 10mm不同节距和0 5mm气隙厚度区域内y方向的磁感应强度变化曲线。
并建立基于傅里叶变换，以响应信号失真度作为评判标准的评价函数。
着重分析了霍尔元件距永磁体距离和永磁体节距对响应信号的影响。
依托质量评价函数，得出永磁体不同节距尺寸的最佳气隙范围，为磁栅传感器的优化和高性能使用提供理论支撑。
关键词：磁栅传感器；永磁体阵列；磁感应强度；质量评价函数中图分类号：TH711文献标识码：A文章编号：1000—9787（2019）04—0008—04Magnetic field simulation and analysis of magnetic grating sensor based on MAXWELL*LI Sai，GUO Yan-qing，DUAN Zhi-qiang，GAO Hong-wei（School of Mechanical Engineering，North Central University，Taiyuan030051，China）Abstract：Aiming at the difficulty of quantitative analysis of magnetic scale of magnetic grating sensor，the magnetic scale is simplified as rectangular permanent magnet array．Using the molecular current hypothesis，mathematical model for rectangular permanent magnet is established，according to Biot-Savart Law．Analysis showsthat the permanent magnet size and air gap are important factors affecting the acquired magnetic induction intensity waveform data．Simulation is performed using the Ansoft Maxwell platform，in the case of fixing the1mm thicknessof permanent magnet，the magnetic induction intensity change curve in the y direction in the region of1 10mm different pitch and0 5mm air gap thickness is obtained．Evaluation function is built based on the Fourier transform using response signal distortion as evaluation criterion．The influence of the distance between the Hall element and the pitch of permanent magnet on the response signal is analyzed．According to the quality evaluation function，the optimal air gap range of different pitch sizes of permanent magnets is obtained，which provides theoretical support for the optimization and high performance usage of magnetic grating sensor．Keywords：magnetic grating sensor；permanent magnet array；magnetic induction intensity；quality evaluation function0引言在机器人、航空航天、生物医疗等领域，对于极端制造中的精密测量有着极大的需求［1，2］。
一种LVDT精密测长仪的仿真研究的开题报告
一种LVDT精密测长仪的仿真研究的开题报告一、选题的背景和意义膦酸二丁酯（DEHP）是一种常用的塑化剂，在广泛应用于医疗用品等领域的过程中，可能会被释放出来，进而危害人体健康。
因此，为了保障公众的生命健康，需要对DEHP进行检测和分析。
而LVDT（线性可变差动变压器）精密测长仪由于具有高精度、稳定性好等优点，因此已经广泛应用于DEHP等物质的测量中。
但是，在使用LVDT精密测长仪进行测量时，仪器的设计、模型参数设置等因素会对测量结果产生较大的影响，因此需要对其进行仿真研究，以确保测量结果的准确性和可靠性。
二、选题的研究内容和思路本论文选取了一种常见的LVDT精密测长仪进行研究，通过建立数学模型、仿真计算等手段，分析其在使用过程中可能出现的误差来源，并根据分析结果优化仪器设计和参数设置，实现对DEHP等物质的精准测量。
具体研究内容包括：1. 建立LVDT精密测长仪的数学模型，分析其工作原理和精度控制机制；2. 进行仿真计算，分析LVDT精密测长仪在使用过程中可能出现的误差来源，包括电源电压变化、温度变化、机械结构变形等因素；3. 优化LVDT精密测长仪的设计和参数设置，减小误差来源，提高测量精度和可靠性；4. 利用优化后的LVDT精密测长仪进行DEHP等物质的测量实验，并与已有的测量方法进行比较，验证其测量精度和可靠性。
三、选题的预期研究成果和意义本论文的预期研究成果包括：1. 建立了LVDT精密测长仪的数学模型，分析了其工作原理和精度控制机制；2. 分析了LVDT精密测长仪在使用过程中可能出现的误差来源，并提出了相应的优化措施，以实现对DEHP等物质的精准测量。
这些成果的意义在于：1. 为LVDT精密测长仪的优化设计和应用提供了理论支持，为实现对DEHP等物质的精准测量提供了可靠的技术手段；2. 对于其他需要进行高精度测量的领域，本论文所提出的方法和思路同样具有一定的参考意义，可以为相关研究提供指导。
LVDT线性位移传感器的设计
LVDT线性位移传感器的设计一、引言差动变压器式传感器的特点是灵敏度高、分辨力大，能测出0.1um更小的机械位移变化;传感器的输出信号强，有利于信号的传输；重复性好，在一定位移范围内，输出特性的线性度好，并且比较稳定，因此广泛应用于压力、位移传感器的设计制造中，尤其在航空、航天等环境恶劣、环境温度高的压力测量方面，也得到了广泛的应用。
二、方案论证1.参数要求给定原始数据及技术要求1）.最大输入位移为100mm2）灵敏度不小于80V/m3）非线性误差不大于10%4）零位误差不大于1mv5）.电源为9v，400HZ6）.最大尺寸结构为160mmX21mm2.方案讨论根据给定技术要求选择电感变换元件的类型及测量电路的形式，如图1所示图1、传感器的组成框图1）传感器电感变换元件类型的选择（1）测量范围小，如位移从零点几微米至数百微米，且当线性范围也小时，常用E形或II形平膜硅钢片叠成的电感式传感器或差动变压器。
(2) 螺线管，常用于测量1mm以上至数百毫米的大位移，其线性范围也较大。
2）测量电路的选择测量电路主要依据选定的电感变换器的种类、用途、灵敏度、精度及输出形式等技术要求来确定。
3.螺管型差动变压器的工作原理差动输出电动势为 E = jωI1(M1-M2) = jωI1ΔM = fΔM所以,差动变压器输出电动势为两副边线圈互感之差ΔM的函数。
螺管型差动变压器结构复杂，常用二节式、三节式、一节式的灵敏度高，但三节式的零点较好。
差动变压器的工作原理类似变压器的作用原理。
这种类型的传感器主要包括有衔铁、一次绕组和二次绕组等。
一、二次绕组间的耦合能随衔铁的移动而变化，即绕组间的互感随被测位移改变而变化。
由于在使用时采用两个二次绕组反向串接，以差动方式输出，所以把这种传感器称为差动变压器式电感传感器，通常简称差动变压器。
图2为三节式螺管型差动变压器的示意图。
图2 三节式差动变压器的结构形式三．螺管型差动变压器的参数计算现以三节式螺管型差动变压器式传感器为例来说明参数的设计计算方法，其结构如图3。
基于Maxwell2D软件的直线电机性能仿真分析_刘再跃
注：“+”表示电机的初、次级之间为斥力；“ ”表示为吸力，
下同。(条件：相电流 350A，频率 20Hz，气隙 11mm，转差率 s=1)
从表 1 中数据可以看出，在相电流为 350A，
频率为 20Hz，气隙长度为 11mm，转差率 s=1 的条
件下，对于单纯的铝板次级和铁板次级而言，厚度
增加，其推力值和法向力（绝对值）也在增加；对
图 5 铝板(厚 12mm)次级表面电流 受到的电磁力密度矢量图
Fig.5 Vector density diagram of electromagnetic force reacfted to the secondary surface current of sheet aluminium(thickness:12mm)
（Aviation University of Airforce，Changchun 130022）
Abstract：The effects of secondary material to the distribution of magnetic fields and the running performance of linear introduction motor are analyzed by employing Maxwell 2D to simulate linear introduction motor's electromagnetism fields.Methods to adjust end effects and the conclusion of simulation are presented，which have some reference value to the design and development of linear introduction motor in scientific research. Key words：linear introduction motor；simulation；Maxwell 2D
Maxwell仿真实例
1. 静电场问题实例：平板电容器电容计算仿真平板电容器模型描述：上下两极板尺寸：25mm×25mm×2mm，材料：pec（理想导体）介质尺寸：25mm×25mm×1mm，材料：mica（云母介质）激励：电压源，上极板电压：5V，下极板电压：0V。
要求计算该电容器的电容值1.建模（Model）Project > Insert Maxwell 3D DesignFile>Save as>Planar Cap（工程命名为“Planar Cap”）选择求解器类型：Maxwell > Solution Type> Electric> Electrostatic（静电的）创建下极板六面体Draw > Box（创建下极板六面体）下极板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 2）将六面体重命名为DownPlateAssign Material > pec（设置材料为理想导体perfect conductor）创建上极板六面体Draw > Box（创建下极板六面体）上极板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 3）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 2）将六面体重命名为UpPlateAssign Material > pec（设置材料为理想导体perfect conductor）创建中间的介质六面体Draw > Box（创建下极板六面体）介质板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 2）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 1）将六面体重命名为mediumAssign Material > mica（设置材料为云母mica，也可以根据实际情况设置新材料）创建计算区域（Region）Padding Percentage：0%忽略电场的边缘效应（fringing effect）电容器中电场分布的边缘效应2.设置激励（Assign Excitation）选中上极板UpPlate,Maxwell 3D> Excitations > Assign（计划，分配）>Voltage > 5V选中下极板DownPlate,Maxwell 3D> Excitations > Assign >Voltage > 0V3.设置计算参数（Assign Executive Parameter）Maxwell 3D > Parameters > Assign > Matrix （矩阵）> Voltage1, Voltage2 4.设置自适应计算参数（Create Analysis Setup）Maxwell 3D > Analysis Setup > Add Solution Setup最大迭代次数：Maximum number of passes > 10误差要求：Percent Error > 1%每次迭代加密剖分单元比例：Refinement per Pass > 50%5. Check & Run6. 查看结果Maxwell 3D > Reselts > Solution data > Matrix电容值：31.543pF2. 恒定电场问题实例：导体中的电流仿真恒定电场：导体中，以恒定速度运动的电荷产生的电场称为恒定电场，或恒定电流场（DC conduction （传导）） 恒定电场的源：（1）Voltage Excitation ，导体不同面上的电压 （2）Current Excitations ，施加在导体表面的电流（3）Sink （汇），一种吸收电流的设置，确保每个导体流入的电流等于流出的电流。
基于电场逆问题的D-dot电压传感器的设计与仿真
基于电场逆问题的D-dot电压传感器的设计与仿真高参;汪金刚;杨杰;彭鹄;马俊【摘要】传感器的小型化和非接触式测量是目前智能电网发展的主流.对采用电场耦合原理和电场逆问题计算的D-dot电压传感器测量进行了分析和研究,提出了改进办法.该方法应用差分式结构,使得传感器能工作在自积分模式下,并具有良好的相频特性和绝缘特性.在传感器特性、自身结构的设计和优化上采用Ansoft Maxwell 软件进行仿真论证,制作结构更简单、体积更小、测量带宽更大同时能够抑制非线性负载的感应电压过冲的非接触式电压传感器,最后将改进后的传感器模型在高压试验平台上进行稳态误差和暂态响应试验.试验结果表明,新传感器不仅具有良好的暂态性能,其测得的电压有效值具有较高准确度,较小的相位和幅值误差.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2016(031)004【总页数】7页(P36-42)【关键词】电场仿真;差分式;电场逆问题;非接触【作者】高参;汪金刚;杨杰;彭鹄;马俊【作者单位】输配电装备及系统安全与新技术国家重点试验室(重庆大学) 重庆400044;国网重庆市电力公司綦南供电分公司重庆 401420;输配电装备及系统安全与新技术国家重点试验室(重庆大学) 重庆400044;输配电装备及系统安全与新技术国家重点试验室(重庆大学) 重庆400044;重庆电力设计院重庆 401125;重庆电力设计院重庆 401125【正文语种】中文【中图分类】TM451国家自然科学基金（51207175）和输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室自主研究项目（2007DA10512713305）资助。
电压测量是电力系统运行中的重要环节，在电能计量、继电保护以及自动化设备控制等方面都拥有举足轻重的地位。
保证电压测量的准确度与可靠性对电能计量、保证电网安全运行以及推动智能电网的发展都具有重要意义。
目前，我国高压及超高压电网中普遍采用的是电磁式电压互感器（Potential Transformer，PT）和电容式电压互感器（Capacitive Voltage Transformer，CVT）。
基于幅频自校准的高精度LVDT模拟器设计
基于幅频自校准的高精度LVDT模拟器设计何宴辉;汪理虎;刘涛【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2016(24)7【摘要】电路模拟LVDT传感器在航空发动机测试中有着广泛的应用,相对于机械传感器其降低了使用难度和维护费用;传统模拟器由于电路中变压器的影响,仿真精度较差导致系统测试准确性降低,研制高精度LVDT模拟器存在着较大的工程需求;文章从LVDT传感器工作原理出发,基于乘法型DAC芯片实现了电路合成模拟LVDT传感器;同时在模拟器中设计自动校准单元,利用离线拟合并存储到FPGA中的模板曲线对不同通道进行在线校准,消除了变压器幅频响应的影响,提高了模拟器在宽频率范围内的仿真精度;文章通过理论推导证明了模板曲线的有效性,通过测试数据验证了该模拟器在0.36～10 kHz范围内可达到优于0.1％的设计精度;该模拟器能够逼真模拟LVDT传感器的电气行为,已成功应用于某型号发动机控制系统的地面仿真测试平台中,达到了预期效果.【总页数】4页(P268-271)【作者】何宴辉;汪理虎;刘涛【作者单位】上海航天电子技术研究所,上海201109;上海航天技术研究院,上海201109;中国商用航空发动机有限责任公司,上海 201108【正文语种】中文【中图分类】TN919【相关文献】1.基于幅频矢量感知井下定位系统的设计 [J], 靳晶晶2.基于LVDT的高精度电感式位移传感器设计 [J], 于娜;毕冬云;柴寿臣;于云选;刘继江3.基于NE555的幅频可调发生器的设计 [J], 詹立春4.基于PXI总线的高精度LVDT/RVDT标准信号源的设计与实现 [J], 吴朝华;黄月芳;赵砚博5.基于在线自校准的宽温高精度信号设计 [J], 朱晓;孟晓风;董斌因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于Ansoft的直线感应电机三维动态仿真
基于Ansoft的直线感应电机三维动态仿真
姚保庆;范瑜;吕刚
【期刊名称】《防爆电机》
【年(卷),期】2006(41)6
【摘要】基于ANSOFT公司的Maxwell 3D的仿真环境建立了直线感应电机(LIM)的仿真模型.在所建立的模型基础上,对直线感应电机的基本特性和起动过程进行了动态仿真.仿真结果用来指导直线感应电机的理论研究以及本体和其控制系统的设计.
【总页数】3页(P16-18)
【作者】姚保庆;范瑜;吕刚
【作者单位】北京交通大学电气工程学院,北京,100044;北京交通大学电气工程学院,北京,100044;北京交通大学电气工程学院,北京,100044
【正文语种】中文
【中图分类】TM33/38
【相关文献】
1.基于Ansoft软件的牵引用直线感应电机的有限元分析 [J], 李霄;陶彩霞
2.基于Ansoft软件的钢管漏磁检测三维有限元仿真研究 [J], 杜志叶;阮江军;王贤琴;张新平
3.基于Ansoft/Maxwell新颖电机三维有限元优化分析 [J], 王昆;张弓;刘强
4.基于Ansoft的直线感应电机性能分析 [J], 裘昌利;张红梅;刘少克
5.基于Ansoft Maxwell 3D的永磁直线电机三维动态仿真 [J], 邱磊磊;陆华才;缪碧云
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LVDT位移传感器电压电流转换电路的设计
LVDT位移传感器电压电流转换电路的设计柏受军;王鸣;郎朗;赵发【期刊名称】《传感器与微系统》【年(卷),期】2012(031)004【摘要】To make the sensor's output signal can be transmitted long distances,a V/I converter that converts 0 -5 V input to 4~20 mA output is designed. Increasing the voltage follower and bias current amplifier on the basis of Howland current pump circuit. Accurate voltage and current conversion is achieved. The results of simulation and experiment indicate that the circuit can meet the requirements of the sensor' s current output,and has been successfully applied in LVDT displacement sensor conditioning circuit.%为使传感器输出信号能够远距离传输,设计了一种0-5 V到4-20 mA的电压电流转换电路.在Howland电流泵电路的基础上,增加电压跟随器和偏置直流放大器,实现电压电流的精确转换.仿真分析和实验测试结果表明:电路能够满足传感器电流输出的要求,并已成功应用于LVDT位移传感器调理电路.【总页数】4页(P113-115,126)【作者】柏受军;王鸣;郎朗;赵发【作者单位】安徽工程大学安徽省电气传动与控制重点实验室,安徽芜湖241000;安徽工程大学安徽省电气传动与控制重点实验室,安徽芜湖241000;安徽工程大学安徽省电气传动与控制重点实验室,安徽芜湖241000;安徽工程大学安徽省电气传动与控制重点实验室,安徽芜湖241000【正文语种】中文【中图分类】TP212【相关文献】1.微弱电流/电压转换电路的设计与仿真 [J], 陈海峰2.一种电压/电流和电流/电流转换电路的设计 [J], 郭万里3.一种升流型电流/电压转换电路的设计与仿真 [J], 王彦凯;周学军;张政4.浅谈LVDT位移传感器可靠设计分析技术 [J], 彭春文;李永清;刘妍;张建;李广恒;高跃;纪晓雪5.一种高线性度电压电流转换电路的设计与实现 [J], 周明珠;朱恩;王守军;王志功;韩鹏;李伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于Ansoft Maxwell的35kV膜片式光学电压传感头设计
基于Ansoft Maxwell的35kV膜片式光学电压传感头设计陈仕豪;方幼丽;林耀海;郑富祥;叶宇煌【期刊名称】《福建农机》【年(卷),期】2017(0)4【摘要】膜片式光学电压传感器是基于静电场原理的铝膜形变从而检测被测电压.文章通过Ansoft Maxwell软件对35 kV膜片式光学电压传感头进行设计.首先基于绝缘击穿理论给出传感头的初步结构,并选取3种不同的圆膜半径分别与3种不同的圆膜厚度,组合成9种不同的情形;在此基础上,通过Ansoft Maxwell软件对9种情形分别建模,并结合有限元分析方法对传感头电场强度和电势进行仿真与分析;最后通过对比分析9种情形下的圆膜所受的静电场力,给出合理的传感头设计结果.【总页数】4页(P17-20)【作者】陈仕豪;方幼丽;林耀海;郑富祥;叶宇煌【作者单位】厦门理工学院电气工程与自动化学院,福建厦门361024;厦门理工学院电气工程与自动化学院,福建厦门361024;厦门理工学院电气工程与自动化学院,福建厦门361024;厦门理工学院电气工程与自动化学院,福建厦门361024;厦门理工学院电气工程与自动化学院,福建厦门361024【正文语种】中文【中图分类】TM【相关文献】1.基于VB的Ansoft二次开发在光学电流传感头设计中的应用 [J], 陈霖扬;徐启峰;2.基于VB的Ansoft二次开发在光学电流传感头设计中的应用 [J], 陈霖扬;徐启峰3.基于Ansoft Maxwell经颅磁刺激线圈参数化设计 [J], 郝丹丹;赵雯;吴国立;李英伟4.基于Ansoft Maxwell的电磁阀响应性能优化设计 [J], 庞末红;冯相霖5.光纤电压传感器光学头的设计和性能测试 [J], 张学明;江源;江军;黄鹰;陈海清因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一种基于电路等效模型的感应式加速度传感器仿真方法
（19）中华人民共和国国家知识产权局（12）发明专利申请（10）申请公布号CN104156535A（43）申请公布日 2014.11.19（21）申请号CN201410408459.5（22）申请日2014.08.19（71）申请人江苏精湛光电仪器股份有限公司地址225128 江苏省扬州市邗江区华钢路12号（72）发明人周求湛;李大一;陈永志;瞿世鲲;王刚（74）专利代理机构南京苏科专利代理有限责任公司代理人董旭东（51）Int.CI权利要求说明书说明书幅图（54）发明名称一种基于电路等效模型的感应式加速度传感器仿真方法（57）摘要本发明公开了加速度传感器领域内的一种基于电路等效模型的感应式加速度传感器仿真方法，包括以下步骤：1）建立电路模型；2）计算电路系统频率响应；3）根据输出电流检测出振动信号；本发明通过建立本发明中的等效电路模型，可以真实的对反应腔中尺寸、电解液种类等进行准确的表达，可以准确的仿真出分子-电子感应式电化学加速度传感器的真实工作特性，可用于感应式加速度传感器的测试、设计中。
法律状态法律状态公告日法律状态信息法律状态2014-11-19公开公开2014-11-19公开公开2014-11-19公开公开2014-12-17实质审查的生效实质审查的生效2014-12-17实质审查的生效实质审查的生效2014-12-17实质审查的生效实质审查的生效2015-02-25著录事项变更著录事项变更2015-02-25著录事项变更著录事项变更2015-02-25著录事项变更著录事项变更2017-09-26授权授权2017-09-26授权授权2020-08-07专利权的终止专利权的终止权利要求说明书一种基于电路等效模型的感应式加速度传感器仿真方法的权利要求说明书内容是....请下载后查看说明书一种基于电路等效模型的感应式加速度传感器仿真方法的说明书内容是....请下载后查看。
一种用于发动机仿真平台的线性可变差动变压器模拟器的设计
一种用于发动机仿真平台的线性可变差动变压器模拟器的设计刘涛;张大鹏
【期刊名称】《计算机测量与控制》
【年(卷),期】2014(22)3
【摘要】线性可变差动变压器(LVDT)是一种差动输出变压器,常用于直线位移变压器,用以将机械位移信号转换成电信号,具有灵敏度高线性度好分辨率高寿命长及可靠性高等优点,在航空领域有着广泛的应用;由于LVDT传感器的输出信号为差分信号,传统的仪器仪表不能直接模拟LVDT传感器的信号[1],所以需要研制LVDT传感器模拟器来替代真实的LVDT传感器,用于航空发动机控制系统仿真平台试验;文章着重介绍了LVDT传感器模拟器的设计原理、实现方法及测试结果.
【总页数】3页(P956-958)
【作者】刘涛;张大鹏
【作者单位】中国商用航空发动机有限责任公司,上海201108;北京空间机电研究所,北京100094
【正文语种】中文
【中图分类】TP302
【相关文献】
1.带相敏检波器的线性可变差动变压器(LVDT)读出电路的设计 [J], 陈金岭
2.一种可用于CATV的固定和可变斜坡幅度均衡网络的设计与仿真 [J], 王先富;杨金广;牛忠霞
3.一种适用于WiMAX/LTE发射机的高线性、可变带宽、可变增益滤波器设计 [J], 黄继伟;王志功;方敏;李正平
4.LDM-1000型线性可变差动变压器控制转换模块的调试 [J], 成斌
5.一种线性可变差动变压器输出的监控电路设计 [J], 王锐
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基于Maxwell环境的LVDT传感器仿真设计
作者：***
来源：《机电信息》2020年第12期
摘要：LVDT（Liner Variable Differential Transformer）传感器是一种差动变压器式传感器，用于将机械位移信号转换成电信号，具有工作环境适应性强、可靠性高、输出精度高、线性度好等显著特点。
现以Maxwell为基础，分析LVDT传感器电磁性能仿真过程，以提高LVDT传感器产品设计效率。
关键词：LVDT;电磁性能;仿真设计
0 引言
随着5G时代到来，航空航天领域信息化、自动化水平进一步提高，LVDT传感器也凭借其灵敏度高、线性度好、分辨率高、使用寿命长等优点而得到广泛使用。
LVDT传感器主要由线圈架、铁芯、初级线圈、次级线圈以及闭磁筒等零部件组成。
受磁性材料、线圈绕制等因素影响，“计算—试制—测试—重新计算—再试制—再测试”的传统设计方式已无法满足产品迭代更新和高质量要求。
随着计算机技术的发展，CAD/CAE技术在产品设计中得到了推广使用，利用Ansys系统中Maxwell模块进行传感器线圈电磁性能仿真计算，可提高工作效率及产品质量。
1 LVDT工作原理
LVDT传感器采用差动变压器原理设计，根据电磁感应原理，将机械位移信号转换成电信号。
如图1所示，差动变压器结构由1个初级线圈、2个次级线圈及铁芯组成。
根据电磁感应原理，当在初级线圈施加激励交流电壓Ui时，次级线圈上产生感应电压，将2个次级线圈反极性串接，由于2个次级线圈输出电压U1、U2相位相反，将二者叠加后，在两个次级线圈产生电位差U0。
当铁芯处于中心位置时，U1=U2，叠加后的输出电位U0=0;而当铁芯随被测物移动产生位移时，U0产生变化。
在一定的范围内，U0的大小与铁芯距离中心对称位置的位移量成正比，该区间为传感器的有效行程工作区间。
据此，通过检测U0输出值的大小，便可得知铁芯位移变化量。
2 传感器输出特性计算
LVDT传感器电气原理图如图1所示，为了便于分析计算，将线位移传感器看作是一个理想变压器，忽略铁损、耦合电容和涡流损耗对传感器性能的影响。
当次级线圈开路时，初级线圈的电流为：
U0的值反映传感器铁芯的位移量x，但其大小受输入量i的影响，当i受到干扰或由于其他原因产生变化及波动时，U0值的变化就不再准确反映铁芯位移量的变化，故实际应用中常使用d=来反映传感器铁芯的位移量。
3 电磁性能仿真计算
Ansoft Maxwell作为著名的商用低频电磁场有限元软件之一，在各工程电磁领域得到了广泛的应用;它在保证计算准确性和快捷性的前提下，能够分析静态及瞬态磁场，较好地满足了LVDT的建模、仿真计算要求。
3.1 LVDT建模
以电气行程为±7 mm、LVDT增益值为±0.5、输出线性度为±0.5%FS技术条件要求的产品为例进行建模分析。
由于铁芯是圆柱体结构，初级线圈、次级线圈均为环形绕组，利用
Maxwell 2D建模（图2），忽略外壳及线圈架等非导磁材对仿真计算结果的影响。
对线圈架、铁芯、闭磁筒等金属材料赋予相应的材料属性，确定线圈架等结构尺寸后，对各个区域进行网格划分，设定初级线圈匝数为2 400匝，次级线圈匝数为1 500匝，铁芯直径为3 mm，长度为26 mm，导入外部电路，设置激励电压及电阻等参数，确定运动部件参数，定义为线性运动，运动范围为-7 mm至7 mm，每隔1 mm求解一次进行仿真计算。
3.2 仿真分析
LVDT输出增益、精度等参数满足技术指标受次级线圈感应电压值影响，可通过次级线圈结构、匝数以及铁芯长度来调整次级线圈感应电压值。
根据次级线圈电压值计算LVDT增益值（图3），并对增益值按最小二乘法进行线性拟合（图4），计算各整数点精度均满足
±0.5%FS（表1），通过线性拟合可得LVDT灵敏度为0.071 4 V/mm，非线性度误差为
0.22%FS，精度为0.25%FS，符合LVDT参数要求。
4 试验验证
为了对该仿真结果进行验证，按仿真确定LVDT铁芯、线圈架、闭磁筒等零件参数加工机械零件，再按初级线圈、次级线圈参数要求加工制作LVDT，并在水平测长仪上进行测试，初级线圈接通3 V、3 kHz正弦波信号，通过伺服电机移动铁芯位置，测量次级线圈输出电压
U1、U2，通过电压值计算LVDT输出增益，并与仿真值进行比较（表2），可知仿真结果与实际加工产品试验结果差异不大，均满足LVDT技术调点要求。
5 结语
利用Ansoft Maxwell进行仿真计算，打破了“计算—试制—测试—重新计算—再试制—再测试”的传统设计方式，缩短了产品设计周期，且LVDT产品输出精度、线性度等得到了有效提高，产品性能稳定性得到了改善。
本文对LVDT利用Maxwell进行仿真工作进行了研究，通过仿真工作可缩短LVDT研制周期、降低生产成本、满足交付进度要求，并可快速有效地判断LVDT输出精度、增益值、线性度是否满足技术参数要求，为传感器系列化发展提供数据支撑。
[参考文献]
[1] 李科杰.新编传感器技术手册[M].北京：国防工业出版社，2002.
[2] 赵博，张洪亮.Ansoft 12在工程电磁场中的应用[M].北京：中国水利水电出版社，2010.
收稿日期：2020-03-18
作者简介：邓小雄（1983—），男，湖南郴州人，工程师，研究方向：LVDT产品开发与设计。